展宽视角纯蓄电池驱动的汽车若干年内尚不具备低碳的优点
“提出一个问题往往比解决一个更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。”（爱因斯坦）
哥白尼的日心说，法拉第“磁场应该可以产生电流”的理念，都标志着科学真正的进步。近期，非埃隆·马斯克（Elon Mask），提出的试验回收火箭、用电动汽车取代传统的燃油发动机汽车，及“超回路列车”，等，引起了人们的关注。
但从“标志着科学的真正进步”的角度看，上述新点子，只是在“实验技能层面”上策划的点子，并无科学创新内容。其中，用蓄电池驱动汽车代替传统的燃油汽车甚至算不上是新点子，因为自上世纪20年代始，电池驱动的电瓶车就投入了实际使用。把蓄电池供电的汽车粉饰成“新能源汽车”，并不恰当，电能不是新能源。
混合动力汽车，与传统的燃油汽车比，使用能源的方式有所调整，增加了能量回收措施，提高了能量利用效率，实质上并没有新原理能源的应用，命名为新能源汽车也并不恰当。燃料电池电动汽车，是以氢气、甲醇等燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车，是名副其实的新能源汽车，但由于自然界中缺乏以矿产形式存在的氢、甲醇等资源，其发展之路暂时存在困难。
目前“用纯蓄电池驱动的汽车”，以低碳环保汽车的名义得到了大力发展，展宽视角，可以发现这种观点缺乏在全局背景下的评估。由于纯蓄电池汽车能量利用效率低，增加了电网的能源消耗，而且，二氧化碳的排放量从全局看是增加的。即，在电力电网供给侧能源结构中，“非矿产能源占比”尚不能明显占优的情况下，大力发展纯蓄电池驱动的汽车，并不能达到“低碳环保”的目的。
1）纯蓄电池供电汽车的优点
蓄电池汽车的优点是，由于电力电子技术，控制器技术，传感器技术的发展，可以较精准地控制电能的使用，与燃油发动机汽车相比，在启动，制动，速度调节过程中可以实现良好的使用性能，且容易实现智能化与能量回馈。
使用蓄电池汽车可以在该汽车使用的局部环境中，不产生“燃料燃烧的废气”，实现局部环境的环保。
2）纯蓄电池汽车的缺点
2.1）能量利用效率低
蓄电池汽车能量利用效率低的原因是，能量从发电厂投入燃料开始，直到变成汽车机械传动箱输入轴端（简称汽车驱动轴端）传输的能量，变换环节太多，每一个环节都有能量损失。
假定发电厂与燃油汽车用同一种燃料，用同一种类型的热力机械（现实中不是用同一种燃料和热力机械，在这里为简化数学模型，排除燃料种类和热力机械的差异给分析问题带来的复杂性，给出的假定条件），在燃油汽车的情况下，热力机械的输出轴直接与汽车驱动轴端对接。而，蓄电池汽车的能量传输流程则多出了不少环节，环节有：“发电厂发电机，从发电厂到用户充电设备间的“变电，输电”线路，充电器，电能转化为蓄电池的化学能，蓄电池从化学能变换为电能，车辆电能变换器（为控制供电品质配置的电能变换器），车辆电动机和辅助减速器环节”，再与汽车驱动轴端连接。这些环节效率的乘积就是蓄电池汽车实际能实现的效率，与燃油汽车相比，效率明显降低。（电池驱动的汽车的效率可按下述数据计算：发电机效率95%，送电线路效率95%（含变电设备环节），充电器效率97%，蓄电池充电能量转化效率取值80%，蓄电池放电能量转化效率取值80%，电源变换器效率96%，车辆电动机效率92%，辅助减速器环节效率99.5%，总效率为49.1%，损失能量50.9%）。即，从热力机械的输出轴端到汽车驱动轴端之间的能量损失为50.9%，虽然蓄电池供电的汽车具有能量回馈的功能，能回收部分能量，但汽车刹车与再次加速启动是相伴存在的，下坡行驶与再次爬坡是相伴存在的，由于回馈能量的通道也存在着能量损失的问题，故，回馈的能量不足以补足“再次启动，再次爬坡”所消耗的能量。因此，能量回馈的效果不能改变蓄电池供电汽车能量利用效率低的固有特征。
（此处需要说明的是，锂电池的充电能量效率是一个多元函数，与充电电流倍率，电池温度，电池老化程度等有关，放电能量效率也是一个多元函数，放电能量效率与放电电流倍率，蓄电池温度，蓄电池尚存储能状态，及电池老化程度有关。按行业标准，锂电池充电储能效率应达到92%，实际产业大多尚未达到此要求，特斯拉汽车自我检测可以达到88%到89%的水平，按相关文献（“锂离子电池能量效率的研究”，该文由同济大学高红等人撰写，该文的链接是：
充电能量转化效率达到90%以上是可能的，只要用小倍率充电电流，在电池温度30度以上时充电，可以实现上述指标，即，在理想条件下充电，是可以达到较好效果的。然而，蓄电池汽车在实际使用中，用大倍率充电电流充电往往是无奈的选择，因为，车辆在中途不可能花费较多的时间充电，据文献资料，使用大倍率电流充电，充电效率将降低。另一方面，中国处于北温带，年平均气温偏低（中国版图地理中心西安市年平均气温，白天21度，夜晚11度），因此，在实际使用中，蓄电池的充电能量效率难以达到理想水平。
考虑到汽车作为交通工具，在运营中途停车补充充电时，往往会采取快速充电的方式充电。故，参阅文献中提供的资料时，按2.0C充电倍率，电池温度取30度，可确认能量效率近似为80%，由于影响锂电池放电能量效率的因素更为复杂，放电能量效率本文也近似取80%，对能量效率均取80%的意向是，当尽量把蓄电池汽车诸环节的效率高估时，文章所阐述的观点将有说服力。显然，现实中，难以做到在理想的充电条件下充电，特别是深秋以后的长江以北地区，因气温低，充电能量效率难以提升。虽然人们对高性能蓄电池的研发从未停止，不能持一成不变的视角看待蓄电池，但分析现实问题时仍只能以现实为基准进行分析，不能建立在畅想上。由于在全国范围内，各地气温不同，人们的充电方式不同，选择一组数据作为评价锂离子蓄电池的能量效率是不够准确的，因此，要准确判断汽车用锂电池在全国范围内的平均能量效率，需要做进一步的调研。）
上图选自文献：锂离子蓄电池能量效率的研究一文
从图中可以看出蓄电池在10度以下的低温状态下，充电能量效率很低，温度超过40度以后，充电能量效率也呈下降趋势，因此电池不宜在超过40度的环境中充电。从图中可以看到，在采用小倍率电流充电时，充电能量效率要比大电流充电时高，但这种充电方式只能在车辆休息状态下使用，不能用于交通网络沿途的充电设备。鉴于充电，放电工况的不确定性，本文对充电和放电效率都取80%，充电和放电效率都取80%是比现实乐观的数据。
2.2）蓄电池汽车将诱发电力电网增加能源消耗，增加二氧化碳和废气的排放量
由于蓄电池汽车的能量利用效率低，与燃油汽车比，为实现同样的运载重量和行驶里程数，在国家电网供给侧的能源结构仍以矿物能源为主的情况下（中国目前仍以燃料发电为主，2019年全国电力电网能源供给侧结构如下：火电59.22%，水电17.73%，光电10.18%，风电10.45%，核电2.42%）（2020年前11个月的统计数字中，化石能源的发电量占发电总量的70.5%，远高于2019年的59.22%），国家电网需要消耗更多的化石能源，方能满足蓄电池汽车的电能需求，按蓄电池汽车损失能量50.9%计算，电力电网能源供给侧的能量消耗将提升至2.04倍（1/（1-0.509）=1/0.491=2.04），在目前国家电力电网供给侧能源结构下，按火电占比59.22%计算（不按70.5%计算），燃煤发电方式将分担上述2.04倍中的59.22%部分（2.04x59.22%=1.21倍）的能量供给（假定其余需求部分由其他种类能源按比例分担）。因此，展宽视角，纯蓄电池驱动的汽车，与燃油驱动的汽车比，二氧化碳和废气的排放量将增加21%。其中，废气中的尘埃可以通过发电厂的废气净化装置净化，但二氧化碳排放量无法减少。
因此，在电力电网供给侧能源尚未消除对矿物能源的依赖之前，纯蓄电池供电的汽车加大了能源的消耗，加大了二氧化碳排放量，不是环保产品。
2.3）蓄电池温度性能差
锂离子电池大部分材料如隔膜、电解液等都是有机材料，熔点沸点较低，如果温度过高电池内部会发生一些负面的化学反应，严重影响电池寿命甚至安全性能。
低温条件下电池关键材料正极、负极、电解液等电导率降低，导致导电性能下降，较低的电池温度，会抑制电池的放电能力，甚至会严重影响电池寿命。
2.4）蓄电池引起的环境污染
在现实中，汽车用蓄电池的使用寿命将低于理论值，对于锂电池来讲，深放电机会越少寿命越长，反之，频繁地深放电（将电池电量用到20%以下）将导致电池寿命降低。但在实际使用中，特别是在冬季低温条件下，电池深放电的工况将会增加，因此更换电池的时间间隔通常不会达到7至8年的理论时间。
大批量的蓄电池供电的汽车的应用，将形成大批量的报废蓄电池（每台特斯拉汽车的电池由7000多只5号电池组成，全重900公斤），蓄电池中重金属和化学介质对环境的污染问题将提到日程上来。
2.5）与蓄电池供电汽车相关联的其他问题
2.5.1）蓄电池充电的安全性问题
蓄电池汽车作为交通工具，在运营过程中补电时，通常会采用大电流快速充电的方式充电，而快速充电会引起蓄电池温度的升高，由于汽车用蓄电池通常用若干单元小电池组装而成，这些单元小电池的散热条件不同，充电时过热的单元电池，就会形成潜在的隐患，威胁着整个电池组的安全。
2.5.2）充电桩网络的建设将投入巨量资源
当纯蓄电池汽车作为主要的交通工具被推广后，大面积的充电桩网络建设将消耗大量的铜，电力电子器件，建材资源，以及大量的人力资源，不利于现阶段国家的经济发展。
3）展望蓄电池供电汽车的发展前景
纯蓄电池供电的汽车，是一个在远期可能有生命力的产品，随着石油储量，天然气储量，其他天然可燃能源储量的减少或接近枯竭时，蓄电池供电汽车和氢燃料汽车将通过性能比较，确认各自的市场占有率。
目前国家大力推广蓄电池供电的汽车的做法，源于仅看到了该种汽车在其行驶区域，不产生二氧化碳和废气的优点，没看到二氧化碳和废气的转移，没有看到在不太短的时间内它是“多碳产品”这一事实，从而形成了在政策导向，资源投入方面的失误。
目前，有一种观点，认为石油资源早晚要用完，所以现在大力发展蓄电池汽车是正确的选择。其实，具有远期前景的事件不一定具有近期前景，这是一个常识问题。人只能具体地分析具体的情况，不能提前唱未来的歌。
结束语
基于纯蓄电池供电的汽车能量利用效率低，将诱发电力电网加大能源的消耗和二氧化碳的排放量，从低碳环保，降低温室效应看，目前阶段不宜发展这种车型。
透过对蓄电池供电汽车的分析，可以看到“在社会上激活独立思考意识”的重要性，激活社会各阶层的独立思考意识，实质上就是为生产力的发展修路搭桥。